AbstractA forced-flow NbTi superconducting helical coil was fabricated as research and development of the helical coil for the Large Helical Device (LHD), corresponding to a 14 scale model of the LHD. A computer-controlled helical-winding machine employing the roller bending method with twisting capability was also developed. The maximum assembly error of the conductors decreased to about 0.7 mm by optimal control of the winding curvature and torsion of the conductors. Three-dimensional structural analysis of the helical coil and the support structure was carried out to assess the mechanical integrity of the coil and support structure and to understand their mechanical behavior under the electromagnetic force. Analytical results show that the coil support structure can keep the maximum deformation of the conductors less than .4 mm, which corresponds to the required field accuracy of 5 × 10−4.
大型ヘリカル装置（LHD）のヘリカルコイルの研究開発として、LHDの14分の1スケールモデルに相当する強制流動型NbTi超伝導ヘリカルコイルを製作した。また、ねじり機能を備えたローラベンディング方式を採用したコンピュータ制御式ヘリカルコイル巻線機も開発した。巻線時の曲率とねじりの最適制御により、導体の最大組立誤差は約0.7mmに低減された。コイルおよび支持構造体の電磁力作用下における機械的健全性を評価し、その機械的挙動を把握するために、ヘリカルコイルと支持構造体の三次元構造解析を実施した。解析結果により、コイル支持構造体は導体の最大変形を0.4mm未満に抑えることができ、これは要求される磁場精度5×10⁻⁴に対応することが示された。